TiO_2纳米材料溶胶凝胶法的制备、表征及光催化研究进展

本文介绍了近年来有关TiO2纳米材料对污染物进行光催化降解作用的研究进展,对TiO2的溶胶凝胶法制备及结构表征进行了分析,并探讨了纳米TiO2在紫外光和可见光下的光催化机理及其各方面的应用。     

溶胶-凝胶法制备氧化锌薄膜

采用了溶胶-凝胶工艺在普通的玻璃载玻片上成功地制备出具有c轴择优取向性、高的可见光透光率、平整均匀的氧化锌薄膜。通过XRD、AFM以及UV光谱仪等分析,其结果表明:所制备的氧化锌薄膜具有纤锌矿型结构,表面均匀致密,薄膜晶粒尺寸大约在40～90nm,溶胶浓度增大时,其晶粒大小呈增大的趋势。随着涂膜层数的增加,薄膜的(002)方向的取向度增加。薄膜在可见光区的光透过率>85%,在近紫外光波段透射率急剧减小,对应的禁带宽度为3.34eV。     

溶胶-凝胶法制备Bi0.5 (Na0.825 K0.175)0.5TiO3粉体

用溶胶一凝胶法制备了Bi0.5 (Na0.825 K0.175)0.5TiO3(简称BNKT17.5)的稳定溶胶,经退火处理得到了BNKT17.5无铅压电陶瓷粉体.研究了制备工艺条件对前驱体溶液和凝胶形成的影响并利用TG-DSC、X射线衍射(XRD),透射电镜(SEM)等技术研究了凝胶预烧温度、预烧晶体结构及晶形状况,结果表明乙酰丙酮与金属Ti离子的物质的量比[n(ACAC)/n(Ti4+)]及pH值是影响前驱体溶液和凝胶形成的主要因素.600℃以上退火处理的粉体样品呈单一的钙钛矿结构,晶粒大小在100 nm左右.     

固载纳米TiO2薄膜的制备及光催化降解甲基紫的研究

利用超声波辅助溶胶-凝胶法制备了玻璃板固载TiO2薄膜,并用其对甲基紫溶液进行降解处理,研究了其光催化活性和稳定性.结果表明,涂覆2层且在450℃下焙烧可以得到最佳催化活性的TiO2薄膜.考察了甲基紫溶液初始浓度、pH值以及外加H2O2对降解率的影响,显示初始浓度越低、pH值和降解率越高,添加H2O2能有效提高降解率.     

溶胶-凝胶法制备纳米二氧化钛及电催化性能测试——应用性综合化学实验设计

以高校应用型人才培养为目标,设计了一个应用化学综合实验.采用溶胶-凝胶法在Ti金属表面修饰一层纳米TiO2薄膜,制备Ti基纳米TiO2 （Ti/nanoTiO2）修饰电极,用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）及电化学方法对所得电极的结构和性能进行表征.     

溶胶-凝胶工艺MgO薄膜制备及表征

采用溶胶-凝胶工艺制备了MgO薄膜.X射线衍射谱显示,随热处理温度升高,薄膜结晶质量提高;原子力显微镜观测也得到相同的结果,且随热处理温度升高,薄膜表面粗糙度增加.     

钛酸锶钡溶胶制备研究

用锶、钡的有机酸盐和钛酸丁酯为原料,以溶胶-凝胶法制备了钛酸锶钡溶皎。考察了有机酸分子量、溶胶的水解方法对溶胶亲润性、湿敏性、二氧化碳敏感性、成膜均匀性、热解性等的影响。实验得出:先将钛酸丁酯的乙酸乙酯溶液部分水解,然后与锶、钡的正辛酸盐、2-乙基己酸盐或壬酸盐的乙酸乙酯溶液充分混合,所得的溶胶具有较好的综合性能。     

PET/SiO2/TiO2纳米复合材料的合成及其光降解性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）／二氧化硅（SiO2）／二氧化钛（TiO2）纳米复合材料,利用红外光谱（IR）、乌氏黏度计表征了该复合材料的分子结构和特性黏度,并测定其在紫外光下的光降解性能．实验表明,PET／SiO2／TiO2体系中存在Si—O—Ti键,并与PET基体作用形成PET／SiO2／TiO2纳米复合材料;该复合材料的特性黏度随体系中SiO2-TiO2含量增加而降低;在紫外光下,SiO2和Ti02纳米颗粒的引入可有效地提高PET的光降解性能．     

超临界干燥法制备的锐钛矿TiO2纳米晶光催化降解亚甲基蓝的研究

以自制的锐钛矿TiO2纳米晶为光催化剂,高压汞灯为光源,考察了亚甲基蓝溶液初始浓度、催化剂用量、pH值、O2和Fe3 等因素对其光催化降解的影响.结果表明,适宜的pH 值为5.6,最佳的催化剂用量为1.5 g/L,通入一定量氧或加入少量的Fe3 离子能有效的促进TiO2光催化亚甲基蓝降解.     

溶胶-凝胶工艺参数对介孔TiO_2的影响

介孔TiO2材料比纳米TiO2有较高的比表面积,具有更高的光催化活性,兼之介孔孔径小,分布较窄等特点,可以作为一种高效的催化剂.本论文以钛酸四丁酯为钛源、柠檬酸作为模板剂,采用溶胶-凝胶法制备介孔TiO2材料,并利用TEM、XRD、FT-IR、TG-DTA等测试技术探讨了模板剂用量、pH值及焙烧温度等条件对所制备的介孔TiO2的显微结构及晶相的影响.当钛源与模板剂比为1∶1,pH=2时,500℃焙烧后得到的介孔TiO2的平均孔径为4 nm,比表面积为75.0117m2/g,表现出了较好的介孔特性.     

负载TiO2的规整炭化物催化剂的制备及光催化性能

采用炭化方法制成规整炭化物载体,在其上负载TiO2经烧结成为规整型光催化剂.利用XRD和BET技术对载体和催化剂样品进行了表征.考察了样品的光催化活性.结果表明,规整炭化物载体为多孔物质,以中孔和微孔为主,平均孔径2.1 nm.负载型的规整光催化剂有明显的光催化效果.实验中还探讨了气相光催化反应的动力学过程.     

Co/TiO2的制备及气相光催化性能

以四氯化钛为原料、硝酸钴为掺杂剂 ,制备了钴掺杂超细二氧化钛并进行了表征和气相光催化活性的评价 .制备过程中的 p H值对相变有影响 ,p H值很小时 ,相变在较低的温度下就能发生 .钴掺杂的催化剂对甲苯的光催化活性有明显改善 .在实验条件下 ,催化剂的寿命延长了近 3倍     

TiO2/高岭土负载型催化剂的制备及其结构性能研究

以高岭土颗粒为载体,用TiCl4水解法制备出TiO2/高岭土负载型催化剂,以XRD、TG-DTA方法对所制备的催化剂进行了表征.以草酸为目标降解物考察了催化剂的光催化活性,结果表明所制得的TiO2/高岭土负载型催化剂具有较高的光催化活性.探讨了煅烧温度、催化剂用量、反应时间等条件对催化剂光催化活性的影响.     

掺铈TiO2光催化剂的制备及其光催化性能

以TiCl4为原料,稀土盐Ce(NO3)3·6H2O为掺杂剂,采用水解法制备了Ce4+掺杂光催化剂,并用TG-DTA、XRD和BET等手段对其进行了表征.以草酸为目标降解物,考察了其光催化性能.结果表明,Ce4+的掺杂增加了TiO2粉体的比表面积,减小了晶粒尺寸;适量Ce4+的掺入,可有效提高催化剂的光催化活性.     

柠檬酸络合法制备铈锆氧化物固溶体及其表征

采用柠檬酸络合法制备了一系列 Ce-Zr-O固溶体 ,并进行了 X射线衍射、透射电镜、程序升温还原、储氧量和比表面积的测定 .结果表明 :焙烧温度、铈锆比例对固溶体的性质有较大影响 .X射线衍射显示固溶体焙烧温度不同可引起体相结构不同 ;透射电镜显示固溶体颗粒很细小 ,但存在严重的团聚现象 ;程序升温还原显示铈锆的比例不同 ,焙烧温度不同 ,固溶体的还原特性不同 ,比表面积和储氧量结果显示了铈锆比例不同 ,固溶体的这两个性质均不同 ;随着焙烧温度的升高 ,固溶体的比表面积、储氧量均降低 .     

胶囊破胶剂的介质分散分相法制备研究

针对压裂施工过程中破胶过早的问题，以过硫酸铵为芯材，选用适宜的聚合物为囊衣材料，采用分散分相法制备胶囊破胶剂。通过比较，确定了聚乙烯醇（PVA）和乙烯醋酸乙烯共聚物（EVA）为较好的囊衣材料，通过正交实验研究了两种胶囊破胶剂的制备工艺。结果表明：搅拌速率、温度、衣材与囊芯的质量比、衣材溶液和分散剂的质量分数对胶囊破胶剂性能有较大影响。制备PVA胶囊破胶剂的最佳条件为:温度25℃，搅拌速率270r/min，衣材与囊芯的质量比2:8，分散剂用量为1%；制备EVA胶囊破胶剂的最佳条件为:温度25℃，搅拌速率300r/min，衣材溶液和分散剂的用量为5%和2%。